人民網沈陽11月14日電 （記者孝媛）近日，國際頂級學術期刊《科學》周刊發表了遼寧材料實驗室與中國科學院金屬研究所聯合研究團隊的最新研究成果。這項研究首次發現金屬中存在“負能界面”，標志著金屬材料的結構調控進入到亞納米尺度，可將金屬材料強度提升至接近理論極限，為下一代高性能金屬材料的設計開辟了全新維度。

提高金屬強度是長期以來材料領域的核心研究目標，通過結構細化到納米尺度形成高密度界面是金屬的一種主要強化途徑。幾十年來，世界各國一直致力於探索穩定的界面結構，發展制備技術，持續細化金屬結構。

2004年，盧柯研究員團隊利用穩定的低能孿晶界在金屬銅中獲得納米孿晶結構，使銅的強度提升10倍以上並保持高導電性，近年來在各類合金、半導體和陶瓷材料中均實現了納米孿晶強化。但當孿晶層片厚度低於約10納米時，孿晶結構就會失去穩定性導致材料軟化，結構無法進一步細化。

研究團隊成員在討論實驗參數。人民網記者 孝媛攝

近期，遼寧材料實驗室與中國科學院金屬研究所聯合研究團隊通過電化學沉積結合非晶化方法，發現金屬中存在一種比孿晶界更穩定的界面——“負能界面”。

據遼寧材料實驗室副主任李秀艷介紹，“負能界面”的平均界面厚度小於1 納米，比孿晶界面更穩定，達到了材料中的界面密度極限，從而將材料強度提升至接近理論極限。不同於傳統金屬強化方法通常會導致彈性模量的下降，“負能界面”在提高強度的同時顯著提升材料的彈性模量，並且這種“負能界面”強化機制適用於多種合金體系。

目前，研究團隊已與相關企業開展中試，探索將研究成果應用於提升高精密設備部件的耐磨性。

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